Файл: Беленький, Я. Е. Многоточечные бесконтактные сигнализаторы температуры.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 47

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ожидание времени

начала обслуживания), которое

равно [Л. 31]:

 

 

 

Р

 

 

(5-2)

 

 

Т ° = tv/—X ’

 

 

 

 

 

где X— параметр

входящего

потока;

1/v — среднее

время

обслужи­

вания

одного требования;

п — число обслуживающих

аппаратов

(ЦИ);

Р — вероятность того,

что все

обслуживающие аппараты за­

няты.

 

 

 

 

 

 

Величина Р определяется выражением

 

 

 

 

 

vP„

/ X \ п

 

 

 

 

Р = (/г —

I)! («V— X) \ Т ) ’

 

(5'3)

где Р о — вероятность того, что все

обслуживающие

аппараты сво­

бодны,

равная

 

 

 

 

 

и—1

Я0-

*=о

(5-4)

( п — 1 ) ! ( « V — X)

Выражения для Т0, Р и Л> получены в [Л. 31] при допущении, что время обслуживания является случайной величиной, функция распределения которой F(t) подчиняется показательному закону

F ( t ) = r \ - e vt,

где величина, обратная v, — среднее время обслуживания. Однако в работе [Л. 32] показано, что выражения (5-2) — (5-4) справедливы и в случае произвольного закона распределения времени обслужива­ ния при условии, что его математическое ожидание есть конечная величина.

Покажем справедливость этого предположения для рассматри­ ваемой системы. Обозначим через То время, необходимое оператору для обработки информации от одного ЦИ. Если в системе имеется п индикаторов, то максимальное время обслуживания в случае, когда все ЦИ заняты, будет равно:

/о=ято. (5-5)

В автоматизированных устройствах контроля выключение каж­ дого индикатора («сброс» сигнала) осуществляется автоматически через определенное время. Очевидно, что эго время должно быть не

менее t0. Таким

образом, для конкретной системы, содержащей

п индикаторов,

время обслуживания t0 является постоянной величи­

ной, ее математическое ожидание есть конечная величина t0. Следо­

вательно, выражения

(5-2) — (5-4)

могут

быть использованы в

дан­

ном случае.

 

 

 

 

Из выражения (5-2) следует,

что минимальное число ЦИ

опре­

деляется условием

 

 

 

 

 

п > Х у ,

 

(5-6)

так как То> 0, Я >0.

Невыполнение этого

условия при неограничен­

ном входящем потоке приводит к неограниченному возрастанию оче­ реди.

93

Подставляя

в выражения (5-2)— (5-4) вместо величины 1/v зна­

чение /о из (5-5),

получим:

 

 

 

‘■О

 

(5-7)

где

Т 0 — Р 1-^сЛ’

 

 

 

 

 

 

 

 

р _

(,lzD

 

Рд

•

(5-8)

г-П—1

 

п\(1 —V )

 

 

(in0\)k

 

 

 

 

V

It) (1 -

 

(5-9)

L i

k\

T

-<*■)

 

k=0

 

 

 

 

 

 

пли после преобразований

 

 

 

 

 

 

 

/ о -- 1 j - a

’

 

(5-10)

где

—n—I

 

 

 

 

 

 

 

 

-

1

 

 

V

(na)k

 

 

 

 

U

k\

 

 

•1

 

 

 

 

+

1

’ 1

(5-11)

 

('« )"

f

 

 

 

-J

 

 

 

L «1(1 —a)

 

)

 

 

a — i 0X

 

 

 

Коэффициент а характеризует интенсивность загрузки системы

обслуживания. Условие (5-6)

отсутствия

неограниченной

очереди,

т. е. .нормального функционирования

системы, имеет вид:

 

 

 

а < 1 .

 

 

 

(5-12)

Критерием оптимальности выбранного числа ЦИ может служить величина среднего времени ожидания начала обслуживания Т0, кото­ рое должно быть меньше наперед заданной величины Тц:

Т0^ Т п.

(5-13)

В качестве Тц для МЕСТ целесообразно принять время макси­ мально возможной задержки сигнала об отклонении параметра, обусловленной использованием временного разделения каналов, т. е. время цикла работы коммутатора.

Это время равно:

 

Ta — mtK<

 

 

 

(5-14)

где

m — количество контролируемых

объектов;

tK— время кон­

троля одного объекта.

 

 

Т0 из

 

 

Подставляя в выражение (5-13)

значения

для

(5-10) и

Тц из (5-14), получим:

 

 

 

 

 

(к

 

 

 

(5-15)

 

— /И (1 — а ) З г Р .

 

 

 

Величины, стоящие в левой части

неравенства

(5-15),

известны,

так

как они являются параметрами

МЕСТ и

объекта

контроля.

94

Однако

определение

количества

^ д

 

 

ЦИ из этого неравенства затруд­

 

 

 

нено ввиду сложной .функциональ­

 

 

 

ной

 

зависимости

Р

 

от п (5-11).

д д

 

 

Для

более

удобного

определения

 

 

 

п функция

Р(п) рассчитана

для

 

 

 

ряда

значений

а

н

представлена

" ь

 

 

на рис. 5-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

проведенный

 

 

 

анализ (позволяет получить обо­

0,4

 

 

снованное

количество

цифровых

 

 

индикаторов н выбрать тип эконо­

 

 

 

мичного выходного устройства для

п ?

 

 

вывода

оперативной

 

информации

 

 

с МЕСТ.

 

 

 

 

 

 

 

U'L

 

 

 

В качестве примера рассмотрим

 

 

 

индицирующее

выходное

устрой­

О

 

 

ство для машины централизован-

 

 

кого

контроля

 

типа

МАРС-УБ

 

 

 

[ Л .

3 4 ] .

Для этой машины /?j =

1 0 0 ,

Р и с .

5 - 2 . Зависимость

функ-

А i =

0

, 2

сек.

Положим,

что

вре-

ц1|п р

от ч)1Сла индикаторов п.

мя

То,

необходимое

оператору для

 

 

 

принятия мер в случае отклоне­

 

 

 

ния параметра,

составляет 4 0

сек.

Машина предназначена для кон­

троля объекта,

в котором за

1 ч возникает в среднем 4 5 отклонений

параметров

от

 

нормальных

значений (А,= 1,2-10-3 1/сек).

В рас­

сматриваемом примере опасность возникновения неограниченной

очереди отсутствует, так

как а = т оЯ.= 0 , 5 <

1. В

противном

случае

пришлось бы увеличивать число операторов.

 

 

 

Подставляя исходные

данные

в

выражение

(5-15),

получим

Р ^ 0,25 . По графику определяем, что для

эффективной работы

вы­

ходного устройства достаточно иметь три цифровых индикатора.

 

При известном количестве СИ

и

ЦИ

(соответственно

т и

п)

индицирующее устройство выбирается в зависимости от его габари­ тов, веса, полной стоимости или других характеристик.

5-2. СХЕМЫ УПРАВЛЯЕМЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИНДИКАТОРОВ

Внастоящее время имеется значительный арсенал средств, при помощи которых могут быть построены сиг­ нальные табло. В качестве световых индикаторов ис­ пользуются лампы накаливания, газоразрядные прибо­ ры, люминисцентные элементы, световые диоды.

ВМЕСТ чаще других элементов используются газо­ разрядные (Приборы, которые наряду с такими достоин­ ствами, как малые габариты и малая потребляемая

мощность, разноцветное и достаточно яркое свечение, высокая механическая прочность и широкий темпера­ турный диапазон работы, могут использоваться и как

95

запоминающие элементы. Последнее избавляет от необ­ ходимости снабжать каждый индикатор дополнитель­ ным запоминающим устройством, в функции которого входит хранение информации об имевших место откло­

нениях

параметра

после

переключения

коммутатора

на контроль следующих точек.

 

Памятью обладают не только трехэлектродные при­

боры

(тиратроны),

но при определенной схеме управле­

ния

и

двухэлектродные

газоразрядные

индикаторы

(ГИ).

 

Схемы управления

тиратронами систематизиро­

ваны и описаны в технической литературе [Л. 8]. По­ этому остановимся более подробно на способах управ­ ления двухэлектродным,и ГИ.

Следует отметить, что ГИ находят применение также и для построения цифровых индикаторов. Так, в качест­ ве индикаторов, выделяющих знаки, широкое распрост­ ранение получили декатропы, лампы типов Digitron, Nixi, отечественные приборы ИН-1, ИН-2. Каждый из этих индикаторов представляет собой газоразрядный прибор с одним анодом и числом катодов, равным числу выделяемых знаков, т. е. может рассматриваться как совокупность двухэлектродных ГИ. Индикаторы, состав­

 

-Ez П

 

 

ляющие знаки, представляют собой

 

 

 

мозаичное табло, на котором путем

 

 

 

 

подсветки

соответствующих

ячеек

 

 

 

 

мозаики

составляется

 

требуемый

 

 

 

 

знак. Подсветка ячеек также во

 

 

 

 

многих случаях осуществляется при

 

 

 

 

помощи ГИ.

 

 

 

 

?пИ

и

 

 

Таким

образом,

исследование

 

 

способов

управления двухэлектрод­

Вход

 

 

 

1

 

 

 

ными ГИ представляет интерес как

 

 

 

с точки зрения построения сигнали­

 

 

 

 

Рис.

5-3.

Схе.ча

зирующих индикаторов, так и сточ­

управления

двухэлек­

ки зрения построения знаковых ин­

тродным газоразряд­

дикаторов.

 

 

 

 

ным индикатором.

 

Двухэлектродные

ГИ

имеют

зажигания, что

сравнительно

высокий

потенциал

затрудняет

бесконтактное

управле­

ние

ими

при

помощи

полупроводниковых

приборов,

дающих,

как

правило,

малый

перепад

напряжений.

Однако за последние годы разработано значительное количество методов и схем управления ГИ при помощи транзисторов, в том числе низковольтных. Разрозненные

96

описания этих схем приведены, главным образом, в пери­ одической литературе, поэтому целесообразно провести их систематизированный анализ, позволяющий опреде­ лить возможность применения в МБСТ той или иной схемы.

Одна из 'распространенных схем [Л. 40] изображена на рис. 5-3. В этой схеме напряжения источников пита­ ния выбраны из соотношений

UT< E ,

< U a\]

 

Л .+ £ 2

>t/3;

(5-16)

^ 5 <С ^К .Д 011' J

где Ur -— падение напряжения на

 

 

 

горящей лампе;

U3— напряжение

 

 

 

зажигания;

Нк.доп — допустимое

 

 

 

коллекторное напряжение тран­

 

 

 

зистора.

 

 

 

 

 

 

Схема

работает

следующим

 

 

 

образом: в нормальном состоянии

Рис.

5-4. Экономичная

транзистор Т открыт отрицатель­

схема

управления двух­

ным смещением

Е с,

потенциал

электродным

газораз­

катода ГИ близок « нулю и лам­

рядным индикатором.

па не горит

(£ i<(73);

при подаче

 

 

 

на вход транзистора положительного запирающего им­ пульса лампы загорится, так как напряжение, прикла­

дываемое в этот момент к электродам,

превышает Ua;

после окончания

входного импульса

горение

лампы

обеспечивается за

счет источника Е\,

так как

E i> U T.

Для схем этого типа характерно, что два источника питания Ei и Е2 включены последовательно. Это позво­ ляет использовать один источник с делителем напряже­ ния. Схема обладает памятью, однако ее недостатком является непрерывное потребление мощности открытым транзистором. При использовании такой схемы в много­

точечных системах указанный

недостаток приводит

к чрезмерному неоправданному

расходу мощности.

Один из вариантов рассмотренной схемы, обеспечи­ вающий управление не только зажиганием ГИ , но и га­ шением, описан в работе {Л. 41]. Для придания схеме этих свойств в качестве источника Ei (рис. 5-3) исполь­ зуется пульсирующее напряжение.

Известны схемы, аналогичные изображенной на рис. 5-3, в которых вместо источника Ег используется стабиловольт. Эти схемы также характеризуются боль-

9 7

Смотрите также файлы